二分探索アルゴリズムの実装方法は?

折半検索法(バイナリサーチ)とは、整列された配列中のある特定の要素を検索するアルゴリズムです。以下はJavaで折半検索法を実装したサンプルコードです。

public class BinarySearch {
    public static int binarySearch(int[] arr, int target) {
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;

        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;

            if (arr[mid] == target) {
                return mid;
            }

            if (arr[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }

        return -1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9, 11};
        int target = 7;
        int index = binarySearch(arr, target);

        if (index != -1) {
            System.out.println("元素 " + target + " 在数组中的索引位置为 " + index);
        } else {
            System.out.println("元素 " + target + " 不在数组中");
        }
    }
}

上記のコードではbinarySearchメソッドは、ソート済配列arrとターゲット要素targetを引数として受け取り、ターゲット要素の配列内のインデックス位置を返し、ターゲット要素が配列内に存在しない場合は-1を返します。

左右の境界を設定して探索範囲を定義し、ループの中で中央値midを計算し、対象値との比較によって探索範囲を狭めていく。中央値が対象値と一致すれば中央値の位置を返す。中央値が対象値より小さい場合は対象値は右半分にあることになるので、左の境界をmid+1に移動する。中央値が対象値より大きい場合は対象値は左半分にあることになるので、右の境界をmid-1に移動する。最終的に対象値が見つかればそのインデックスを返し、見つからなければ-1を返す。

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